[原创]Code V 中計算特定瞳高之軸向球差的方法 [复制链接]

Code V 中計算特定瞳高之軸向球差的方法 %hh8\5l.:  
kdq55zTc<6  
以Code V的cooke1.len 為例。 +/'jX?7x%  
/PlsF  
wq#3f#3V  
注意這系統有離焦0.0289，即成像面不在近軸位置。軸向球差的計算必需考量離焦效應。 `MS=/xE  
.Dz /MSl  
下圖顯示Field Curves的圖表數據。三個波長在0.2相對瞳高的軸向球差分別為  0.013301,  -0.036191,  -0.021985。 I_Qnq4Sk(  
7v_e"[s~  
8B5%IgA  
Code V 沒有計算特定瞳高球差的函數，但它提供了Real Ray Trace的功能，可根據輸入參數以追跡一條特定光線，並將相關數據儲存備用。藉此即可獲得球差。 bzS [X  
C_/oORvK  
開啟 Real Ray Trace 表單，並輸入以下紅框數值 *bK@A2`  
wH.'E
C  
9#7zjrB  
這相當於在Command Window 中輸入RSI SO..I W2 F1 0 0.2 指令。意思為追跡一條光線，參數為軸上視場(F1)，第二波長(W2) ，X方向相對瞳高0，Y方向相對瞳高0.2。 H'.d'OE:I  
8jk*N  
在成像面處： [z9i v~  
(Y SI) 是光線(包含離焦影響)在Y軸截高，即垂軸球差。 ~%ZO8X:^  
(M SI) 是光線與Y軸方向角 Beta 之光學餘弦 n*cos(Beta)。 uVocl,?.L  
(N SI) 是光線與Z軸方向角 Gamma 之光學餘弦 n*cos(Gamma)。 lAQ&PPQ  
由於追跡的是子午面光線，(M SI)/(N SI) 即為光線與Z軸夾角之Tan值。 bB["Qd}
Q  
最終，軸向球差 LSA = -(Y SI)/((M SI)/(N SI)) ]n_A~Yr  
n1|%xQBU@  
可以用以下指令求出三個波長在0.2瞳高的軸向球差值，其數據和前述Field Curves的結果是一致的。 ~czt=  
Nx"?'-3Hm  

上述是用指令的方法，但 Code V 的 RAYRSI(zoom_pos, wave_num, field_num, ref_surf, input) 函數提供相同功能。優點是可據此自行編寫軸向球差的函數，再進一步編寫色差函數，即二波長的軸向色差之差額。 7RZ7q@@fgh  
%AFy{l
  
利用這些函數，不只方便計算，更可在優化中過程中指定軸向球差及色差的目標值。 &}oDSD H^,  
Gu-Sv!4p  
其實只要了解 RAYRSI(zoom_pos, wave_num, field_num, ref_surf, input)函數的用法及各種像差的定義，可以自行編寫相應的像差函數。

進一步說明 _>*"6  
E4{8 $:q=  
計算軸向球差LSA的函數： zK&`&("4C  
fct @LSA(num ^z, num ^w, num ^yp)   t?s1@
}G^  
Zoom(^z)，波長(^w)，相對瞳高(^yp) ci!c7 ,'c  
<MYD
`,$yu  
計算軸向色差函數： nm)F tX|A  
fct @dLFC(num ^z, num ^w0, num ^w1, num ^yp)   l"+=z.l6;  
波長^w0至波長^w1的軸向色差，即此二波長的軸向色差之差額。 8L#sg^1V  
+$%o#~  
利用這些函數，可在優化中指定軸向球差及色差的數值。 1@am'#<  
@M1U)JoQ  
案例。讀入cooke1.len，關掉離焦，令6個鏡面半徑為變數。 Vrnx#j-U  
用優化指定全瞳高LSA=0及0.75瞳高校正色差。 (b(iL\B$D=  
tow; aut; efl = (efl); @LSA(1, (ref), 1) = 0; @dLFC(1,1,3,0.75)=0; dra; go UwLa9Dn^  
?h{&  
則優化前後的色球差圖型如下 <
X: 9y  
i}!CY@sW  
[attachment=128786] <v\
|@@X  
"m!Cl-+u  
可看出優化後之全瞳高LSA=0，0.75瞳高也已校正色差。 UZyo:*yB  

Z@1rs#  

#SO9e.yhI  
可以分享一下@LSA和dLFC怎么写的吗 |W?x6]~.R  

同求函数怎么写的

解壓縮附件 CodeV_LSA_and_dLFC.zip 後產生兩個檔案 KN5.
2pp  
(1) LSA_and_dLFC_SC.seq 簡體版 Tf` ~=fg%  
(2) LSA_and_dLFC_TC.seq 繁體版 7GpSWM6  
兩者內容相同，只是註解為簡體或繁體中文。 s2q#D.f  
gzx
LHPiw  
包含兩個函數： ^ygN/a>rr  
fct @LSA(num ^z, num ^w, num ^yp)  ! 軸向球差。^yp 為相對瞳高。成像面位置以參考波長為准，包含離焦距離。 Z>'.+OW  
fct @dLFC(num ^z, num ^w0, num ^w1, num ^yp)  ! 相對孔徑 ^yp 之軸向色差, 以^w0為基準至^w1 {um~]  
EFhe``  
如何計算軸向球差是很多朋友提過的問題。 [@Y?'={qE  
有人建議用 SA。但 Code V 中的 SA 是 Seidel 球差的垂直分量，它依照近軸邊緣光計算，既不包含真實球差的高階部份，也無法指定瞳高。 V*LpO8=  
也有人建議可以用多個 Zoom positions，不同  Zoom positions 對應不同的系統 Pupil 數值，再以此計算不同瞳高的相關像差。這確實也是一個方法，但太過繁複，想像有一個變焦鏡頭，又想計算多個瞳高的像差，那得額外多建立幾個 Zoom 呢? #k*e>d$  
這兩個函數都是真實像差，非近軸公式，而且也不需額外加 Zoom。 直接用就對了。 "J$vt`  
^[!LU  
RAYRSI　是 Code V 追跡光線的核心函數，值得了解並應用於您的各類像差計算。 N_h)L`  
yo3'\I  
Good Luck and Happy Chinese New Year! S&FMFXF@  
ur"ckuG!9  
/=i^Bgh4